2华南大学药理学研究所湖南省分子靶点新药协同创新中心，衡阳421001
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收到日期:05/11/2016;接受日期:05/11/2016;发表日期:15/12/2016
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传统的化疗药物具有强大的抗癌功效。然而，在临床应用中，它们也表现出严重的毒副作用，导致癌细胞产生多药耐药(MDR)。因此，受体靶向治疗越来越受到学术界和工业界科学家的关注，近年来已成为药物开发的核心阶段。某些多肽由于其合成简单、成本低、免疫原性低或无免疫原性、稳定性和高亲和力等优点，已被用作药物传递载体。例如，细胞靶向肽和细胞穿透肽(CPPs)与细胞毒性药物结合引起了显着的效果。促黄体生成素-释放激素、生长抑素和bombesin/胃泌素释放肽是在许多癌细胞中与其同源表面受体异常表达相互作用的细胞靶向肽，因此这些激素肽可以被纳入细胞毒性药物中，用于癌症化疗中的细胞特异性靶向。由于其细胞穿透能力，CPPs还可以作为细胞毒性药物递送载体，携带药物穿过质膜，克服癌细胞的耐多药耐药。细胞毒性药物与细胞靶向肽和CPPs相结合已被认为是一种有效和可靠的癌症化疗方法。本文综述了这些多肽作为药物传递载体在靶向抗癌药物开发中的应用。
多肽，细胞毒性，癌症，药物传递，细胞靶向肽，细胞穿透肽。
化疗是治疗晚期或转移性癌症的主要方式。然而，传统的化疗受到癌细胞获得性或固有的多药耐药(MDR)以及为达到治疗效果所需的高剂量药物引起的毒副作用的限制[1，2]。有些药物如紫杉醇难溶，因此应在有机溶剂中配制。然而，这个过程可能会导致过敏。还研究了各种药物系统。肿瘤细胞过度表达各种受体和生物标志物，可作为向肿瘤输送细胞毒性药物的靶标[3.]。一些肿瘤识别片段，如单克隆抗体(mab)、透明质酸、叶酸和多肽因其肿瘤靶向特异性而被鉴定出来。合成肿瘤靶向药物的一种策略是使用肿瘤识别部分与抗癌药物结合。细胞毒性抗体-药物偶联物(adc)是通过将细胞毒素附着在单克隆抗体上制备的。当使用合适的可切割的连接基团时，这些偶联物对各种癌症表现出更好的抗癌活性[4-8]。尽管单克隆抗体具有很高的靶向特异性，但高分子量是其主要缺点[9]。此外，单克隆抗体在体内使用时具有低组织穿透性和细胞摄取不良的特点[10]。多肽通过与细胞表面受体的相互作用特异性识别肿瘤细胞，并表现出较高的细胞摄取，可以克服这些限制。与单克隆抗体相比，多肽表现出几乎可以忽略不计的免疫原性，并且可能导致最小的副作用。近20年来，药物与细胞靶向肽或细胞穿透肽(CPPs)结合已成为递送非特异性抗癌细胞毒性药物的一种新策略。
在检测到抗原-抗体相互作用的特异性后，Paul Ehrlich提出了癌症治疗的“魔弹”概念。这种“神奇子弹”可以专门针对并摧毁癌细胞，而不会伤害正常细胞，而且毒副作用更小。其中一种治疗策略是将细胞毒性药物与肿瘤细胞靶向分子相结合[11]。在20世纪70年代，该技术已经发展到产生单克隆抗体(mAb)，用于靶向特异性肿瘤细胞。随后，在许多肿瘤细胞中高度过表达的黄体生成素释放激素(LHRH)、生长抑素(SST)和bombesin (BN)/胃泌素释放肽(GRP)受体等肽受体的发现，为通过将药物偶联到受体结合肽载体将非特异性药物递送到靶点提供了另一种途径。这些新产品就是所谓的受体靶向肽-药物偶联物。
CPPs是一类小的(<20个氨基酸)阳离子肽，可以促进大的生物活性分子进入哺乳动物细胞[12]。最常用的CPPs包括Tat、低精氨酸和天线载体(Antp)。CPPs及其与生物活性载荷结合物的生物分布表明它们优先在肝、肾、肺和脾中积累[13-18]。cpp也被用作药物输送由于它们具有促进细胞摄取和克服耐多药的卓越能力，尽管它们比受体靶向肽表现出更低的特异性。在这篇综述中，我们将讨论受体靶向肽和细胞穿透肽(CPPs)作为药物递送载体的使用。
作为药物输送受体靶向肽和CPPs在将药物递送到靶向肿瘤部位方面表现出不同的机制。细胞膜的疏水性为肽进入细胞提供了一个重要的屏障。然而，受体靶向肽可以通过主动运输通过受体介导的内吞作用穿透细胞膜。因此，抗癌药物可以与这些肽偶联，这些肽作为配体结合其同源受体并诱导能量依赖性内体的形成。然后核内体进入细胞并被溶酶体降解。之后，药物被释放到细胞质中(图1)。
图1:受体介导的细胞毒性肽药物进入癌细胞的示意图。细胞毒性肽药物特异性识别的细胞表面受体;内体形成;3内核体-溶酶体融合;4 .内体逃逸并将药物传递到细胞质，然后进入细胞核。
至于CPPs，虽然被广泛研究，但其进入细胞的机制尚不清楚。据报道，这些肽的摄取可能在37°C下有效地发生，但内吞作用不太可能发生[19-21]。CPPs的内部化被认为是一个被动的过程。一般来说，肽-药物偶联物与细胞膜相互作用并穿过细胞膜。药物随后在靶细胞内释放(图2)。
图2:pcp -药物偶联物的转导(A)和巨噬细胞作用(B)。(A)转导:1)细胞毒性CPP药物通过细胞表面蛋白聚糖平台结合到细胞表面;2)直接穿过细胞膜运输并释放药物。(B)巨红细胞增多症:1)CPP药物偶联物与细胞膜结合;2)巨酶体复合物的形成;3)溶酶体酶降解大酶体复合体;4:逃避溶酶体降解，进入细胞质或细胞核。
CPPs通过巨噬细胞作用传导，巨噬细胞作用是胞吞作用的一种特殊形式。这一发现为肽-药物偶联物的新研究创造了一个新范例[22]。CPP偶联物进入细胞使用多步骤模型进行演示。在这个模型中图2 b， CPPs最初与细胞膜结合，随后刺激巨噬细胞增多。大肽体接受肽或货物的摄取。之后，核内体逃逸到细胞质中。首先，肽通过与硫酸化聚糖(如硫酸肝素)、磷脂双分子层的亲水性成分和蛋白质的酸性区域的静电相互作用与质膜结合。因此，膜带负电荷，可能负责巨噬细胞和膜转导。然而，CPP缀合物与细胞表面结合以促进摄取的确切机制尚不清楚。接下来，小胞饮发生，这是一种流体期内吞作用，肌动蛋白突起折叠在细胞上并摄取周围的介质。然而，CPPs刺激巨噬细胞增多的具体机制尚不清楚。最终，药物通过巨肽体释放到细胞质中。这一过程也被认为是基于cpp给药的主要限制[23]。几种成分，如裂解肽[24-26]、ph敏感性聚合物[27]或可膨胀的枝状聚合物[28]已被开发用于促进内体逃逸(肽从内体逃逸)。Fischer等人报道，CPPs可以通过一种涉及细胞质释放的“逆行途径”穿越内质网和高尔基体网络[29]。本文讨论了细胞靶向肽和CPPs作为药物传递载体在癌症治疗中的应用和进展。
如上所述，在过去的五十年中已经发现了一些肽受体。这些受体中的某些可以作为潜在的药物靶点化疗［30.-34]，它们的同源配体是肽，可以与细胞毒性自由基结合，将药物输送到表达相应受体的癌细胞中。细胞毒性药物已偶联到这些激素肽的受体特异性类似物，如LHRH, SST和BN/GRP。这些新的肽-药物偶联物可以通过配体-受体相互作用靶向某些具有受体的癌细胞。因此，受体的选择性提高了药物对癌细胞的疗效。
细胞毒性LHRH药物偶联物
LHRH及其受体
LHRH，也被称为促性腺激素释放激素(GnRH)，是下丘脑产生的一种激素十肽;这种激素在调节垂体/性腺轴和生殖方面起着关键作用[35]。性类固醇与乳腺癌、卵巢癌和前列腺癌的发生有关;因此，LHRH的激动性类似物已广泛应用于病毒学和医学妇科近四十年来[36，37]。相比之下癌症在细胞中，LHRH受体仅在卵巢、前列腺和睾丸等器官的健康细胞中低水平表达。这些受体不存在于大多数正常组织中[38，39]。在人前列腺癌、乳腺癌、上皮性卵巢癌和子宫内膜癌细胞中检测到LHRH高亲和力结合位点和LHRH受体mRNA的表达。LHRH受体存在于86%的人类前列腺癌中[40]，超过50%的雌激素阴性乳腺癌[41]， 78%的卵巢癌[42，43]，而近80%的子宫内膜癌[44]。除生殖器官癌症外，一些受垂体/性腺轴影响的非生殖器官的癌症，如口腔癌、喉癌、脑癌、肝癌、肾癌、结肠腺癌、黑色素瘤和胰腺导管癌等，亦发现有LHRH [1]。
与LHRH类似物相关的抗癌剂
LHRH受体在各种癌症中的异常表达为设计和合成具有细胞毒性的LHRH药物偶联物提供了基础信息。天然LHRH在体内的半衰期很短。因此，用多种d-aa残基取代LHRH第6位的甘氨酸(aa)残基，产生了具有高结合亲和力的高效稳定的LHRH类似物。大量实验表明，位于6位的d-Lys片段可以为各种细胞毒性自由基的共价连接提供氨基侧链。此外，d-aa的引入可以延长其在体内的半衰期。早期的细胞毒性LHRH药物偶联物由[d-Lys6] LHRH通过戊二酸间隔物连接到阿霉素(DOX)的氨基氮部分[45]。不幸的是，DOX的抗增殖活性严重丧失。DOX的14-O酯键是稳定的，改性后的DOX具有与DOX相似的抗癌活性。因此，dox -14- o -半葡二酸盐与[d-Lys6] LHRH偶联形成具有细胞毒性的LHRH药物偶联物AN-152 (AEZS 108;图3) ［46]。DOX的丹诺胺修饰衍生物，或2-吡咯胺-DOX (AN-201)，在体外和体内的活性比母体化合物高500至1000倍。此外，AN-201与DOX既无交叉耐药，也无心脏毒性[47]。超活性细胞毒性LHRH药物偶联物AN-207由AN-152通过相同的合成策略制备[48]。AN-207和AN-152已在体内对多种肿瘤进行了研究，并证明了它们的抗肿瘤功效(图3)。
图3:细胞毒性LHRH药物偶联物AN-152的分子结构，该偶联物由[d-Lys6] LHRH通过戊二酸间隔剂与DOX共价连接。
细胞毒性LHRH药物偶联物的抗肿瘤评价
两种具有细胞毒性的LHRH药物偶联物AN-152和AN-207在许多LHRH受体阳性肿瘤生长的临床前体内模型中显示出出色的抗肿瘤功效和低毒副作用。AN-152和AN-207在移植人乳腺的裸鼠体内进行了实验癌症包括dox耐药和LHRH受体阳性的人MX-1乳腺癌细胞。两种偶联物都能强烈抑制肿瘤的生长，而未偶联的DOX效果较差。裸鼠孕雌激素不依赖型MXT小鼠乳房癌症在细胞中，AN-152产生了大约90%的肿瘤生长抑制。AN-207低100倍的剂量也达到了同样的效果。此外，AN-207诱导不依赖雌激素的人乳腺癌MDA-MB-231细胞的肿瘤大幅减少[49]。在另一项调查中[50]，将携带HCC1806和MDA-MB-231人三阴性乳腺癌细胞肿瘤的裸鼠注射偶联物AN- 152。AN-152对肿瘤生长有完全抑制作用。第一阶段研究[51]进一步表明，AN-152在267 mg/m的剂量下2每隔三周是最理想的。AN-207更有利。AN-207的剂量比AN-152低150-200倍，也能达到相同的抗肿瘤效果[52]。AN-152和AN-207的剂量和时间表对激素活性没有显著和持久的影响，雌二醇水平和性器官重量没有下降。
偶联物AN-152对LHRH受体阳性的OV-1063卵巢癌肿瘤的生长也有影响，但对LHRH受体阴性的UCI-107人上皮性卵巢癌肿瘤没有影响。同时，AN-152还能抑制LHRH受体阳性的OVCAR-3卵巢癌肿瘤的生长。研究了AN-152和AN-207在LHRH受体阳性ES-2卵巢癌裸鼠肿瘤中的表达[53]。随后的研究表明，AN-207抑制人卵巢癌ES-2和OV-1063细胞肿瘤的生长，其剂量比AN-152低100倍[53]。一项II期研究共纳入了43例紫杉烷预处理和铂耐药受体阳性的人卵巢癌患者[54]。患者以267 mg/m的剂量接受了最多6个周期的AN-152治疗2。共有5例患者(11.6%)部分缓解，14例患者(32.6%)病情稳定超过12周。中位进展时间(TTP)确定为3.5个月，中位总生存期(OS)为15个月[55]。
AN-152对裸鼠移植的RL-95-2、HEC-1A和HEC-1B人子宫内膜癌有明显的抗肿瘤作用。AN-152以15 μmol/kg的剂量每周1次注射后，HEC-1B肿瘤体积减少约25%;在17 μmol/kg剂量下，AN-152能显著抑制肿瘤生长[56]。II期研究显示，中位TTP为7个月，OS为14.3个月[57]。在同一项研究中，AN-207显著抑制RL-95-2和HEC-1A人子宫内膜癌裸鼠异种移植物的生长。
在另一种情况下，细胞毒性偶联物AN-152抑制雄激素非依赖性骨内C4-2的生长前列腺癌并降低血清前列腺特异性抗原(PSA)水平[58]。该偶联物还能抑制雄激素敏感的MDA-PCa-2b和LNCaP前列腺癌肿瘤的生长。在裸鼠移植的Dunning R-3327- h或雄激素不依赖型R-3327- at -1人前列腺癌中，AN-207诱导肿瘤体积明显减小，而相同剂量的AN-201则没有作用。在携带PC-82人前列腺癌肿瘤的裸鼠中，给药AN-207后观察到明显的抑制作用[59]。AN-207还能显著抑制MDA-PCa-2b人前列腺癌肿瘤的生长，降低PSA水平[60]。
细胞毒性SST药物缀合物
海温及其受体
生长抑素(SST)也被称为生长激素释放抑制因子(SRIF)。SST最早是在绵羊下丘脑中发现的，1973年Brazeau等人证实了SST的四肽结构。61]。随后，从猪下丘脑中分离出另一个SST同型(SST-28);该变异是SST-14在n端的延伸。这两种SSTs都通过激活其同源受体来影响细胞增殖、内分泌分泌和神经传递，从而显示出调节各种病理状况的潜力[62]。SST受体的5个亚型(SSTR1、SSTR2、SSTR3、SSTR4和SSTR5)属于G蛋白偶联受体(gpcr)家族。SSTR2有两个剪接变体，SSTR2a和SSTR2b。这些受体对SST及其合成类似物具有高度亲和力，在各种癌细胞中表达水平显著升高，包括神经内分泌肿瘤(NETs)(胰腺、垂体、肺癌、胃肠道、髓质、前列腺和骨癌等)和非NETs(卵巢癌、肺癌、乳腺癌、宫颈癌、结直肠癌等)[62]。在这些受体中，SSTR4在大脑中的表达较少[63]。SSTR2在肿瘤和血管生成血管中高表达[64，尤其是在增殖的内皮细胞中，而不是在非增殖的内皮细胞中。因此，我们将SSTR2作为靶标药物发展。
海温及其类似物的功能
SSTs的抗增殖作用可能是直接或间接的[65]。SSTs的主要作用是通过诱导细胞凋亡、抑制细胞增殖等直接机制诱导细胞生长阻滞、抗血管生成、抑制肿瘤生长。SSTs的另一个主要功能是抑制生长激素的释放，从而导致胰岛素样生长因子- i (IGF-I)释放的减少。igf - 1水平的降低可以抑制多种肿瘤的生长。SSTs在体内极短的半衰期限制了其临床应用。因此，通过缩短SST序列并引入d-氨基酸而不是l-氨基酸，合成了一系列SST类似物。其中一些类似物包括lanreotide、octreotide、pasireotide、vapreotide、seglitide和DG3173，已被FDA批准并推向市场。此外，SST类似物在肽类药物的开发中已被用作细胞毒性药物的递送载体轭合物以及放射性同位素肽成像。
细胞毒性SST药物偶联物的抗肿瘤评价
SSTRs，特别是SSTR2亚型，在许多癌症中高表达，如胰腺癌、肺癌、神经母细胞瘤。这为开发以sstr为靶点的抗癌药物(图4)。因此，各种细胞毒性sst药物缀合物已被开发出来，并被证明具有有效的特异性抗肿瘤活性。强效且具有细胞毒性的2-吡啶- dox (AN-201)通过其n端d - ph -部分的α-氨基和一个戊二酸间隔物与SST八肽类似物RC-121 (d - ph - cys - tyr - d - trys - val - cys - Thr-NH2)偶联，形成新的细胞毒性SST药物偶联物AN-238 (图4) ［2]。据报道，偶联物AN-238可以显著抑制多种表达SSTR2a、SSTR3和SSTR5的肿瘤的生长[47]。
图4:细胞毒性SST药物偶联物AN-238的分子结构，该偶联物由RC-121通过戊二酸间隔剂共价连接到2-吡咯胺- dox。
该药物偶联物AN-238已被证明具有抗细胞增殖活性在体外对多种人类癌细胞的研究，包括MDA-MB-231乳腺癌、PC-3前列腺癌、MIA - PaCa-2胰腺癌、MKN- 45胃癌细胞[66]。体内实验也证实了AN-238的作用。研究了AN-238在ssr阳性MCF-7-MIII、MDA-MB-231和dox耐药MX-1人乳腺癌裸鼠移植中的作用。单次静脉注射AN-238 60天后，肿瘤体积继续受到抑制，而AN-201无效且毒副作用严重。AN-238也是治疗卵巢癌的良好候选药物。其相应的受体在60%的人类卵巢癌样本中被发现。因此，我们对UCI-107人卵巢癌细胞移植到裸鼠体内的毒性和抗癌作用进行了评价。2次静脉注射AN-238对UCI-107肿瘤生长有明显抑制作用，肿瘤体积减少67%以上。在最近的一项研究中，SSTR2a和SSTR3分别在43%和39%的人类子宫内膜癌样本中检测到[67]。因此，我们在hsr阳性的HEC-1A、RL-95-2和AN3CA人子宫内膜癌中研究了AN-238。结果表明，AN-238对肿瘤生长有明显抑制作用，而AN-201对肿瘤生长无抑制作用。单次注射AN-238对裸鼠移植的SW-839和786-0肾细胞癌有较强的抑制作用[68]。在患有H-69小细胞肺癌(SCLC)的裸鼠中，AN-238对肿瘤生长有明显的抑制作用。AN-238也抑制了H-838非sclc细胞的生长，这是因为肿瘤血管中存在SSTR2和SSTR5 [69]。此外，AN-238强烈抑制Hs746T和NCI-N87人胃癌细胞的生长，表达高浓度的SSTR2和SSTR5。细胞毒性SST类似物AN-238也能抑制骨内移植C4-2和皮下移植MDA-PCa-2b人前列腺癌细胞在裸鼠体内的肿瘤生长[70]。SST偶联物AN-238在抑制细胞癌、人胶质母细胞瘤、胰腺癌、结直肠癌和非霍奇金淋巴瘤(NHL)细胞生长中显示出广泛的抗肿瘤活性，SST受体1、2、3和5亚型高表达。AN-238抑制各种sstr阳性肿瘤的生长，特别是通过直接影响小鼠血管中sstr阳性肿瘤，对人sstr阴性非sclc NCL-157异种移植物表现出间接抗肿瘤活性[62]。其他一些以sstr2为靶点的SST偶联物也被报道具有抗肿瘤活性[71]。
细胞毒性BN/GRP药物偶联物
BN/GRP及其受体
BN是一种从青蛙皮肤中分离得到的含有14个氨基酸的肽。BN样肽GRP由27个氨基酸残基组成，其羧基末端十肽与BN相似。因此，这两种肽具有相似的生物活性[63]。这两种多肽具有多种生理功能，如神经递质和胃肠激素。此外，这些肽作为生长因子调节肿瘤细胞增殖[72]。某些癌细胞可以合成BN和GRP。Cuttitta等。[73发现SCLC细胞可以分泌BN和GRP并对其产生反应。GRP被认为在前列腺癌、乳腺癌和胰腺癌等多种癌症中发挥作用。BN和GRP都可以通过膜结合同源受体介导它们的作用，这些受体至少有四种不同的亚型[63]。这些受体亚型是神经介质b偏好亚型(NMB-R或BB1) [74]， grp偏好亚型(GRP-R或BB2) [74]， BN受体亚型3 (BRS-3或BB3) [75]和非哺乳动物BN亚型4 (BRS-4或BB4) [76]。这些BN/GRP受体已在各种人类肺癌、乳腺癌、前列腺癌、胃癌和胰腺癌和癌细胞系中得到证实[77，78]。这些特性已应用于通过BN/GRP药物偶联物的受体靶向治疗。
与BN/GRP类似物连接的抗癌剂
采用化学法制备含有DOX或2-吡咯-DOX的高活性细胞毒性SST杂合体，合成细胞毒性bn -药物偶联物。将BN拮抗剂RC- 23094 (Gln-Trp-Ala-Val-Gly-His-Leu-ψ(CH2-NH)- leu - nh2)的n端通过戊二酸间隔剂连接到DOX AN-201的14-OH基团上，制备了细胞毒性BN药物AN-215。79]。该bn -药物偶联物以BB1为靶点，在多种肿瘤模型中具有抗肿瘤作用(图5)。
图5:细胞毒性BN药物偶联物AN-215的分子结构，它由BN样载体八肽RC-23094组成，通过戊二酸间隔物与AN-201共价连接。
细胞毒性BN/GRP药物偶联物的抗肿瘤评价
超过70%的卵巢癌、33%的人类乳腺癌和高比例的人类子宫内膜癌中观察到BN/GRP受体的表达[80]。研究了细胞毒性bn药物AN-215对UCI-107、ES-2和OV-106人卵巢癌细胞、MX-1人乳腺癌细胞以及HEC-1A、RL-95-2和AN3CA人子宫内膜癌细胞的作用。结果表明，AN-215显著抑制了这些肿瘤的生长，延长了移植瘤裸鼠的存活时间[46)。在另一项研究中，AN- 215对表达BB1和BB2的U-87MG人胶质母细胞瘤的影响进行了测试。AN-215治疗U-87MG人胶质母细胞瘤裸鼠，可将肿瘤倍增时间从4.5 d延长至8.2 d，并显著抑制肿瘤生长，与对照组相比，最终肿瘤重量减少65%，最终肿瘤体积减少70% [81]。此外，AN-215对裸鼠移植的ACHN、786-0和A-498 RCC细胞的肿瘤生长有抑制作用，抑制率为59% ~ 68%，而细胞毒自由基AN-201则无活性[82]。AN-215还能显著抑制异常表达1亚型BN受体的PC-3人前列腺癌细胞的生长。AN-215还能抑制人前列腺癌DU-145和MDA-PCa-2b的生长。为了评估AN-215对SCLC肿瘤的抑制作用。移植H-69 SCLC细胞的雄性裸鼠静脉注射200 nmol/ kg的an -215或等量的游离an -201。结果表明，AN-215能有效抑制H-69 SCLC肿瘤的生长，而AN-201仅产生轻微的肿瘤抑制作用和严重的毒性[83]。此外，体外微卫星标记证实了AN-215在炸弹素受体阴性的非SCLC细胞系NCI-H-157存在的情况下靶向H-69 SCLC细胞上的炸弹素结合位点[2]。一些其他BN/GRP药物偶联物也已被报道。这些药物偶联物可能是治疗过表达BN/GRP受体的肿瘤的潜在策略。
细胞穿透肽(CPPs)
细胞穿透肽(CPPs)能够穿过细胞膜。CPPs也被称为蛋白转导结构域(PTDs)。在过去的几十年里，已经发现或合成了100多种不同的cps。cpp按其功能、序列、摄取机制、来源和极性分为两类[84]。第一类以赖氨酸(Lys)为主要贡献者，由两亲螺旋肽如模型两亲肽(MAP)和转运蛋白组成。第二类由富含精氨酸的肽组成，如Antp、Tat(48-60)、低精氨酸和穿透素(pene)。
核转录激活蛋白Tat是一种CPP，由HIV-1编码。CPP Tat是一种含有101个氨基酸残基的肽，是病毒复制所必需的[85]。随后的研究发现Tat(48-60)是细胞内化的基本域[19]。Antp是另一种同源结构域转录因子，最早从果蝇中分离得到。基本结构域为Antp(43-58)，也称为苯基(arg - gln - ile - lys - ile - trp - ph - gln - asn - arg - arg - met - lys - trp - lys - lys) [20.]。MAP是另一种由18个氨基酸残基组成的肽(lys - leu - ala - leu - lys - leu - ala - leu - lys - ala - leu - lys - ala - leu - lys - leu - ala)。这种肽是由Oehlke等人设计的。[86]。已经研究了其中一些CPPs是否具有细胞毒性药物。
细胞毒性CPP缀合物
细胞毒性药物如DOX与亲水性CPPs如Tat的偶联是一种广泛采用的改善策略药物的溶解性细胞摄取和抗肿瘤效能。DOX与Tat的c端结合可有效抑制药敏和耐药宫颈癌细胞的生长，而与游离DOX相比，DOX与n端结合对细胞毒性没有显著改善[87]。此外，抗肿瘤药物紫杉醇通过二硫连接物与八羟(d -精氨酸)(r8)肽偶联可以改善水溶性，延长药代动力学，改变(局部)生物分布，最重要的是，能够克服紫杉醇单独治疗引起的多药耐药[88]。此外，肽r8在肿瘤中也表现出较高的积累速率异种移植而不是肽Tat和pene。静脉注射r8-DOX偶联物(4mg /kg)可显著抑制肿瘤细胞增殖，但没有明显的体重减轻，而游离DOX (6mg /kg)可产生类似的结果，但会导致严重的毒副作用和显著的体重减轻[j]。89]。Aroui等。[90]表明另一种DOX偶联物CPP-DOX可有效诱导人乳腺癌MDA-MB-231细胞凋亡。此外，pene已被证明可以作为Tat有效地将DOX有效地递送到细胞中[91]。当与DOX偶联时，Tat和pene偶联物均能强烈抑制中国仓鼠卵巢癌细胞和MDA-MB-231耐药细胞的生长。
提高细胞毒性CPP偶联物的细胞特异性
CPPs作为药物递送载体已被证明可以提高细胞毒性药物的抗肿瘤功效，以克服癌细胞的耐多药耐药。然而，缺乏细胞特异性仍然是CPP药物偶联物在临床试验中的主要缺点。已经制定了几种策略来改善这一特性。例如，增加CPP在肿瘤细胞和组织中的特异性的另一种策略是将CPP与细胞靶向肽或归巢肽偶联[92]。另一个是增强渗透性和保持性(EPR)。此外，高温控制CPP药物递送和可活化CPPs (ACPPs)是近年来建立的新方法。
CPPs与细胞靶向肽或归巢肽的结合
靶向递送可以通过具有选择性识别肿瘤细胞或肿瘤血管中的分子标记或细胞表面受体能力的细胞靶向肽或归巢肽来完成。除了各种已知肽外，噬菌体展示文库的筛选还发现了许多归巢肽[93]。环状肽PEGA (CPGPEGAGC)是从噬菌体展示文库中筛选出来的，已被证明在乳腺癌MDA-MB-231细胞生长的肿瘤中积累[94]。PEGA与CPP - pVEC结合可促进不同乳腺癌细胞的体外和体内积累。体内实验表明，这些偶联物的归巢能力是高度保守的。这些偶联物主要积聚在肿瘤血管中，并被肿瘤细胞吸收[94]。此外，与这些偶联物偶联的抗肿瘤剂氯霉素的抗肿瘤效果是单独使用时的四倍以上[95]。在另一项研究中，肽RGD (Arg-Gly-Asp)识别整合素受体与CPPs的结合，被证明是乳腺癌和恶性黑色素瘤异种移植物的归宿[96]。肽RGD对整合素αvβ3具有高亲和力，在大多数癌细胞中大量表达[96，97]。Octa(l -精氨酸)(R8)- rgd -脂质体负载紫杉醇(PTX)对C6胶质瘤细胞的增殖抑制和细胞凋亡作用最强。的在活的有机体内研究表明，这种复合物可以穿过血脑屏障(BBB)，有效地将PTX输送到大脑中[98]。因此，CPPs与细胞靶向肽结合可增强抗肿瘤选择性。
增强渗透性和保水性(EPR)
在肿瘤中血管壁的内皮层比在正常组织中更具渗透性[99]。因此，大分子药物可以离开血管床并积聚在组织液中。这些大分子可以通过肿瘤血管的高通透性进入肿瘤间质空间，而淋巴滤过受损使分子留在肿瘤中[One hundred.]。几种CPPs已被用于增强各种大分子(如脂质体和树状大分子)的细胞膜渗透[101]。这些大分子装载了抗癌药物通过被动靶向肿瘤，在病理区域蓄积，偶联药物在病理区域释放，发挥抗癌作用。经Tat修饰的具有聚集诱导发光的光稳定荧光有机点(AIE点)在胶质瘤C6异种移植物中增强和延长了发光效率[j]。102]。
高温控制CPP交付
开发了一种温和的热刺激来控制CPPs的“屏蔽/去屏蔽”，并促进药物通过温度传递。一些温度敏感的生物聚合物已被掺入到cpp偶联剂中，如热敏的脂质体(TSL)或弹性蛋白样多肽(ELP)，它们能够根据温度从液体到固体(或相反)的相变，从而在局部热疗的局部应用中促进药物靶向递送到肿瘤组织[103]。TSLs含有脂质材料，在轻度高温范围(40-42°C)加热时具有固-液相转变。在大多数情况下，cpp缀合剂被包裹在脂质体中并与热疗联合使用。这些偶联物可选择性地增加局部药物浓度，明显提高抗癌效果[104]。Viglianti Benjamin等人报道，在轻度热疗期间，温度从39℃升高到42℃，每升高一个单位，脂质体的积累就会加速并增加一倍[105]。Yang等人构建了含有NGR肽(Asp-Gly-Arg，被称为归巢肽，与各种肿瘤血管中表达的CD13亚型结合)的TSL。CPP-DOX偶联物作为靶向片段和热触发物，增强了特异性肿瘤治疗效果。该给药体系具有良好的物理化学性能和生物相容性。此外，它还具有很强的体外和体内肿瘤抑制活性[106]。
ELP来源于哺乳动物弹性蛋白的结构基序，仅包含poly(Val-Pro-Gly-Xaa-Gly)，其中Xaa是任意的氨基酸除Pro [107]。elp是一种温度敏感的生物聚合物，随着温度的升高，其会发生逆温度相变。聚合物可以根据环境温度在液相和固相之间可逆传递。因此，在低于转变温度(Tt)的温度下，ELPs可溶于水溶液。一旦温度超过Tt, ELPs就会改变其构象并形成聚合聚集体。这些相变特性可以与局部轻度高温联合利用，引起肿瘤组织聚集。热反应性elp与高温治疗相结合，其在加热肿瘤中的积累量比不经高温治疗的相同多肽增加了两倍[108]。
elp联合cps可提高细胞摄食量。据报道，CPP-ELP组合含有多种抗癌药物。例如，Massodi等人。[109]报道，在体外模型中，Antp-ELP的摄取率是单独使用ELP的7倍。此外，Bidwell等人。[109表明Bac(一种CPPs) -ELP-H1 (c-Myc抑制肽)联合可通过聚焦热疗靶向肿瘤部位。这多肽当联合集中热疗时，构筑物可聚集在肿瘤血管处。聚集导致脉管系统与肿瘤组织之间呈梯度浓度，有利于ELP向间质液扩散，而去除热疗可逆转聚集过程，当热疗退入肿瘤细胞时加快ELP偶联物向肿瘤组织的浸润速度，进一步抑制肿瘤细胞的增殖。
可激活CPPs (ACPPs)
大多数CPPs不是细胞特异性的。为了解决这一挑战，研究人员提出了可激活的CPPs (ACPPs)，其中CPPs的细胞穿透功能被聚阴离子肽掩盖。因此，ACPP由多阳离子CPP(一种酶或ph敏感底物)和多阴离子抑制结构域组成[110]。这种结构在体循环中是无活性的，因为CPPs的细胞穿透功能被与聚阴离子结构域的分子内静电相互作用有效地阻断。肿瘤组织中的肿瘤微环境不同于正常组织。例如，肿瘤微环境中癌症相关蛋白酶(cancer associated proteases, CAPs)的浓度较高，pH值较低。微环境可以激活CPPs的细胞穿透功能，将非特异性药物输送到肿瘤细胞。
癌症相关蛋白酶(Cancer associated proteases, CAPs)是一类蛋白水解酶，通常高浓度存在于肿瘤组织中，但在正常组织中通常下调。cap在肿瘤侵袭转移中起关键作用[111]。cap包括一些组织蛋白酶、尿激酶纤溶酶原激活剂和几种基质金属蛋白酶(MMPs)。MMPs是一个依赖锌的内肽酶家族，它可以切割细胞外基质的成分。这种现象是癌症的标志。此外，在MMPs中，MMP2和MMP9的水平在各种癌症中最高[112]。已证实对基质金属蛋白酶-2和-9 (MMP2/9)切割非常敏感的肽序列，包括PLGLAG [113]及PLGCAG [114]。Shi等。[113以DGGDGGDGGDG为抑制或衰减序列，PLGLAG为MMP2/9可切割连接体，r9为多阳离子CPP，开发了一种可向肿瘤组织递送抗癌药物的ACPP。该构建体装载DOX，有效靶向富含MMP-2/9的肿瘤细胞，如人纤维肉瘤HT-1080细胞[113]。
与正常组织相比，肿瘤微环境呈弱酸性(pH值5.7-7.0)。因此，一些酸敏屏蔽可以阻断CPPs的细胞穿透功能。对酸敏感的ACPP在体循环中无活性。ACPP进入肿瘤间质液后，可被pH触发活性，从而诱导肿瘤细胞快速摄取。Cheng等。[115]报道了一种具有2,3-二甲基马来酸酐(DMA)屏蔽基团的ACPP (CR8G3PK6)，该ACPP与DOX偶联构建了一种用于肿瘤靶向药物递送的新型前药(DOX-ACPP-DMA)。在这个发夹结构中，r8起CPP的作用，而G3P是一个连接体。DMA的屏蔽基团通过酰胺键与K6的伯胺相连。在生理pH为7.4的条件下，DMA通过分子内静电吸引阻断R8。在细胞外pH值为6.8的肿瘤中，酸不稳定的酰胺会被迅速水解[116，117]，从而导致电荷反转[118]并激活CPP的原始功能，改善肿瘤细胞的细胞摄取。
多肽药物轭合物为了保证非特异性化疗药物的高效、安全的给药，提高其抗肿瘤疗效，同时减少药物的毒副作用，一些其他的靶点策略也被开发出来。这些细胞毒性和受体特异性肽偶联物在靶向肿瘤细胞、抑制肿瘤生长和克服肿瘤细胞耐多药等方面取得了显著成就。与传统的非特异性药物相比，它们具有更有效的抗肿瘤功效。这些证据表明，多肽及其同源受体在肿瘤细胞中高度表达并可作为药物靶点，可能是提高抗肿瘤选择性和克服毒副作用的潜在替代品和临床应用。
作者非常感谢威廉姆斯·斯科特博士和他的同事们的语言编辑。
没有任何利益冲突。
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